Riječ izomer dolazi od grčkih riječi iso, što znači "jednak" i meros, što znači "dio" ili "dijeliti". Dijelovi izomera su atomi u spoju. Popis svih vrsta i brojeva atoma u spoju daje molekulsku formulu. Pokazivanje kako se atomi povezuju u spoju daje strukturnu formulu. Kemičari su imenovali spojeve koji se sastoje od iste molekulske formule, ali različitih izomera strukturne formule. Crtanje izomera spoja postupak je preslagivanja mjesta na kojima su atomi povezani u strukturi. Slično je slaganju građevinskih blokova u različite aranžmane slijedeći pravila.
Prepoznajte i prebrojite sve atome koji će se povući u izomerima. To će dati molekulsku formulu. Bilo koji izvučeni izomeri sadržavat će jednak broj svake vrste atoma koji se nalazi u izvornoj molekularnoj formuli spoja. Uobičajeni primjer molekularne formule je C4H10, što znači da u spoju postoje četiri atoma ugljika i 10 atoma vodika.
Pogledajte periodičku tablicu elemenata da biste utvrdili koliko veza jedan atom elementa može stvoriti veze. Općenito, svaki stupac može stvoriti određeni broj obveznica. Elementi u prvom stupcu, poput H, mogu stvoriti jednu vezu. Elementi u drugom stupcu mogu stvoriti dvije veze. Stupac 13 može stvoriti tri obveznice. Stupac 14 može stvoriti četiri obveznice. Stupac 15 može stvoriti tri obveznice. Stupac 16 može stvoriti dvije obveznice. Stupac 17 može stvoriti jednu vezu.
Obratite pažnju na to koliko veza može stvoriti svaka vrsta atoma u spoju. Svaki atom u izomeru mora stvoriti isti broj veza kao i u drugom izomeru. Primjerice, za C4H10 ugljik je u 14. stupcu, pa će stvoriti četiri veze, a vodik u prvom stupcu, pa će stvoriti jednu vezu.
Uzmite element koji zahtijeva izradu više veza i nacrtajte ravnomjerno razmaknuti red tih atoma. U primjeru C4H10 ugljik je element koji zahtijeva više veza, pa bi u redu slovo C bilo ponovljeno četiri puta.
Povežite svaki atom u redu slijeva udesno jednom linijom. Primjer za C4H10 imao bi red koji je izgledao poput C-C-C-C.
Broji atome slijeva udesno. To će osigurati da se koristi točan broj atoma iz molekularne formule. Također će pomoći u identificiranju strukture izomera. Primjer za C4H10 imao bi C s lijeve strane označen s 1. C izravno desno od njega bilo bi 2. C izravno desno od 2 bio bi označen kao 3, a C na krajnjem desnom kraju bio bi označen kao 4.
Broji svaku liniju između povučenih atoma kao jednu vezu. Primjer C4H10 imao bi 3 veze u strukturi C-C-C-C.
Utvrdite je li svaki atom stvorio maksimalan broj veza prema bilješkama iz periodnog sustava. Izbrojite broj veza koje su predstavljene linijama koje povezuju svaki od atoma u redu. Primjer C4H10 koristi ugljik, za koji su potrebne četiri veze. Prvi C ima jednu crtu koja ga povezuje s drugim C, tako da ima jednu vezu. Prvi C nema maksimalan broj obveznica. Drugi C ima jednu crtu koja ga povezuje s prvim C i jednu crtu koja ga povezuje s trećim C, tako da ima dvije veze. Ni drugi C nema maksimalan broj obveznica. Broj veza mora se prebrojati za svaki atom kako biste spriječili povlačenje pogrešnih izomera.
Počnite dodavati atome elementa koji zahtijevaju sljedeći najmanji broj veza u prethodno stvoreni red povezanih atoma. Svaki atom morat će biti povezan s drugim atomom crtom koja se računa kao jedna veza. U primjeru C4H10, atom koji zahtijeva sljedeći najmanji broj veza je vodik. Svaki C u primjeru imao bi po jedan nacrtani H linijom koja povezuje C i H. Ti se atomi mogu povući iznad, ispod ili sa strane svakog atoma u prethodno nacrtanom lancu.
Ponovno utvrdite je li svaki atom stvorio maksimalan broj veza prema bilješkama iz periodnog sustava. Primjer C4H10 imao bi prvi C povezan s drugim C i H. Prvi C imao bi dvije crte i tako imao samo dvije veze. Drugi C bio bi povezan s prvim C, a treći C i H. Drugi C imao bi tri linije, a time i tri veze. Drugi C nema maksimalan broj obveznica. Svaki atom mora se ispitati odvojeno kako bi se utvrdilo ima li maksimalan broj veza. Vodik stvara samo jednu vezu, pa svaki H atom povučen jednom crtom koja se povezuje s atomom C ima maksimalan broj veza.
Nastavite dodavati atome prethodno izvučenom lancu sve dok svaki atom nema najveći dopušteni broj veza. Primjer C4H10 imao bi prvi C povezan s tri atoma H, a drugi C. Drugi C spojio bi se s prvim C, treći C i dva atoma H. Treći C spojio bi se s drugim C, četvrti C i dva H atoma. Četvrti C spojio bi se s trećim C i tri H atoma.
Prebrojite broj svake vrste atoma u izvučenom izomeru da biste utvrdili odgovara li izvornoj molekularnoj formuli. Primjer C4H10 imao bi četiri C atoma u nizu i 10 H atoma koji okružuju red. Ako se broj u molekularnoj formuli podudara s izvornim brojem i svaki je atom stvorio maksimalan broj veza, tada je prvi izomer završen. Četiri C atoma u nizu uzrokuju da se ova vrsta izomera naziva izomer ravnog lanca. Ravni lanac je jedan od primjera oblika ili strukture koji izomer može poprimiti.
Počnite crtati drugi izomer na novom mjestu slijedeći isti postupak kao koraci 1-6. Drugi izomer bit će primjer razgranate strukture umjesto ravnog lanca.
Izbrišite posljednji atom s desne strane lanca. Ovaj će se atom povezati s drugim atomom nego što je bio u prethodnom izomeru. Primjer C4H10 imao bi tri C atoma u nizu.
Pronađite drugi atom u redu i nacrtajte zadnji atom koji se s njim povezuje. To se smatra granom jer struktura više ne čini ravni lanac. Primjer C4H10 imao bi četvrti C koji se spaja s drugim C umjesto trećeg C.
Utvrdite ima li svaki atom maksimalan broj veza prema bilješkama iz periodnog sustava. Primjer C4H10 imao bi prvi C povezan s drugim C jednom crtom, tako da bi imao samo jednu vezu. Prvi C nema maksimalan broj obveznica. Drugi C bio bi povezan s prvim C, treći C i četvrti C, tako da bi imao tri veze. Drugi C ne bi imao maksimalan broj obveznica. Svaki atom mora se odrediti zasebno kako bi se vidjelo ima li maksimalan broj veza.
Dodajte atome elementa koji zahtijeva sljedeći najmanji broj veza u istom postupku kao u Koracima 9-11. Primjer C4H10 imao bi prvi C povezan s drugim C i tri H atoma. Drugi C bio bi povezan s prvim C, treći C, četvrti C i jedan atom H. Treći C bio bi povezan s drugim C i tri H atoma. Četvrti C bio bi povezan s drugim C i tri H atoma.
Prebrojite brojeve svake vrste atoma i veze. Ako spoj sadrži jednak broj svake vrste atoma kao izvorna molekularna formula i svaki je atom stvorio maksimalan broj veza, drugi izomer je završen. Primjer C4H10 imao bi dva cjelovita izomera, ravni lanac i razgranatu strukturu.
Ponovite korake 13-18 za stvaranje novih izomera odabirom različitih mjesta za razgranavanje atoma. Duljine grana također se mogu mijenjati prema broju atoma koji se nalaze u grani. Primjer C4H10 ima samo dva izomera, pa se smatra kompletnim.
Stvari koje će vam trebati
- Olovka
- Papir
Savjeti
-
Vizualizacija izomera kao trodimenzionalnih objekata u svemiru može biti teška za neke pojedince. Dostupni su modeli kuglica i štapića ili računalni programi koji pomažu ljudima da razumiju strukturu različitih izomera.
Ponekad se na upit za crtanje izomera već daje molekularna formula, pa je brojanje i identificiranje nepotrebno. Ako je molekularna formula već dana, preskočite 1. korak. Ako je dana struktura spoja, nemojte preskočiti 1. korak i smatrajte da je struktura jedan od mogućih izomera prilikom ispitivanja konačnih izomera za zrcalne ili preokrenute verzije.
Ako spoj ima više od dvije vrste atoma koji zahtijevaju različit broj veza, nastavite dodavati od najviše do najmanje potrebnih veza. Ako dva atoma zahtijevaju jednak broj veza, prihvatljivo je dodavati bilo kojim redoslijedom.
Upozorenja
-
Postoje mnoge iznimke od općeg pravila stupca koliko veze može stvoriti atom elementa. Brojevi dani u koraku 2 su smjernice, ali nisu čvrsta pravila i trebaju se uzeti u obzir samo za uobičajene elemente koji se koriste u početnom crtanju izomera, poput C, H, O, N itd. Studenti moraju proučavati orbitale i valentne ljuske kako bi točno razumjeli koliko veza svaki element može stvoriti. Elemente treba istražiti pojedinačno kako bi se utvrdio broj mogućih veza.
U razgranatom izomeru lako je vjerovati da je zrcalna slika izomera drugačiji izomer. Ako bi izomer imao istu strukturu kad se odrazi u zrcalu ili okrene u bilo kojem smjeru, onda je to ista struktura, a ne drugačiji izomer. Pratite različite izomere numeriranjem atoma i nadziranjem prevrtanja ili zrcaljenja može li biti jednakog oblika kao drugi.
Napredni izomeri mogu sadržavati oblike prstena i druge strukturne dizajne koji se ne bi trebali razmatrati sve dok se svladaju izomeri ravnih i razgranatih lanaca. Za elemente u obliku prstena mogu se primjenjivati različita pravila.